src/StdMeshers/StdMeshers_RadialPrism_3D.cxx

   1 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   9 //  version 2.1 of the License.
  10 //
  11 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 //  Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //
  23 //
  24 // File      : StdMeshers_RadialPrism_3D.cxx
  25 // Module    : SMESH
  26 // Created   : Fri Oct 20 11:37:07 2006
  27 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  28
  29
  30 #include "StdMeshers_RadialPrism_3D.hxx"
  31
  32 #include "StdMeshers_ProjectionUtils.hxx"
  33 #include "StdMeshers_NumberOfLayers.hxx"
  34 #include "StdMeshers_LayerDistribution.hxx"
  35 #include "StdMeshers_Prism_3D.hxx"
  36 #include "StdMeshers_Regular_1D.hxx"
  37
  38 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  39 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  40 #include "SMESH_Gen.hxx"
  41 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  42 #include "SMESH_MeshEditor.hxx"
  43 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  44 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  45
  46 #include "utilities.h"
  47
  48 #include <TopoDS_Solid.hxx>
  49 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  50 #include <BRepTools.hxx>
  51 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  52 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  53 #include <gp.hxx>
  54 #include <gp_Pnt.hxx>
  55
  56
  57 using namespace std;
  58
  59 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(msg); return false; }
  60 #define gpXYZ(n) gp_XYZ(n->X(),n->Y(),n->Z())
  61
  62 typedef StdMeshers_ProjectionUtils TAssocTool;
  63
  64 //=======================================================================
  65 //function : StdMeshers_RadialPrism_3D
  66 //purpose  :
  67 //=======================================================================
  68
  69 StdMeshers_RadialPrism_3D::StdMeshers_RadialPrism_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
  70   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  71 {
  72   _name = "RadialPrism_3D";
  73   _shapeType = (1 << TopAbs_SOLID);     // 1 bit per shape type
  74
  75   _compatibleHypothesis.push_back("LayerDistribution");
  76   _compatibleHypothesis.push_back("NumberOfLayers");
  77   myNbLayerHypo = 0;
  78   myDistributionHypo = 0;
  79 }
  80
  81 //================================================================================
  82 /*!
  83  * \brief Destructor
  84  */
  85 //================================================================================
  86
  87 StdMeshers_RadialPrism_3D::~StdMeshers_RadialPrism_3D()
  88 {}
  89
  90 //=======================================================================
  91 //function : CheckHypothesis
  92 //purpose  :
  93 //=======================================================================
  94
  95 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
  96                                                 const TopoDS_Shape&                  aShape,
  97                                                 SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
  98 {
  99   // check aShape that must have 2 shells
 100   if ( TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SOLID, 0 ) != 1 ||
 101        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SHELL, 0 ) != 2 )
 102   {
 103     aStatus = HYP_BAD_GEOMETRY;
 104     return false;
 105   }
 106
 107   myNbLayerHypo = 0;
 108   myDistributionHypo = 0;
 109
 110   list <const SMESHDS_Hypothesis * >::const_iterator itl;
 111
 112   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 113   if ( hyps.size() == 0 )
 114   {
 115     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 116     return false;  // can't work with no hypothesis
 117   }
 118
 119   if ( hyps.size() > 1 )
 120   {
 121     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_ALREADY_EXIST;
 122     return false;
 123   }
 124
 125   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 126
 127   string hypName = theHyp->GetName();
 128
 129   if (hypName == "NumberOfLayers")
 130   {
 131     myNbLayerHypo = static_cast<const StdMeshers_NumberOfLayers *>(theHyp);
 132     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 133     return true;
 134   }
 135   if (hypName == "LayerDistribution")
 136   {
 137     myDistributionHypo = static_cast<const StdMeshers_LayerDistribution *>(theHyp);
 138     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 139     return true;
 140   }
 141   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 142   return true;
 143 }
 144
 145 //=======================================================================
 146 //function : Compute
 147 //purpose  :
 148 //=======================================================================
 149
 150 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 151 {
 152   TopExp_Explorer exp;
 153   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 154
 155   myHelper = new SMESH_MesherHelper( aMesh );
 156   myHelper->IsQuadraticSubMesh( aShape );
 157   // to delete helper at exit from Compute()
 158   std::auto_ptr<SMESH_MesherHelper> helperDeleter( myHelper );
 159
 160   // get 2 shells
 161   TopoDS_Solid solid = TopoDS::Solid( aShape );
 162   TopoDS_Shell outerShell = BRepTools::OuterShell( solid );
 163   TopoDS_Shape innerShell;
 164   int nbShells = 0;
 165   for ( TopoDS_Iterator It (solid); It.More(); It.Next(), ++nbShells )
 166     if ( !outerShell.IsSame( It.Value() ))
 167       innerShell = It.Value();
 168   if ( nbShells != 2 )
 169     RETURN_BAD_RESULT("Must be 2 shells");
 170
 171   // ----------------------------------
 172   // Associate subshapes of the shells
 173   // ----------------------------------
 174
 175   TAssocTool::TShapeShapeMap shape2ShapeMap;
 176   if ( !TAssocTool::FindSubShapeAssociation( outerShell, &aMesh,
 177                                              innerShell, &aMesh,
 178                                              shape2ShapeMap) )
 179     RETURN_BAD_RESULT("FindSubShapeAssociation failed");
 180
 181   // ------------------
 182   // Make mesh
 183   // ------------------
 184
 185   TNode2ColumnMap node2columnMap;
 186   myLayerPositions.clear();
 187
 188   for ( exp.Init( outerShell, TopAbs_FACE ); exp.More(); exp.Next() )
 189   {
 190     // Corresponding subshapes
 191     TopoDS_Face outFace = TopoDS::Face( exp.Current() );
 192     TopoDS_Face inFace;
 193     if ( !shape2ShapeMap.IsBound( outFace )) {
 194       RETURN_BAD_RESULT("Association not found for face " << meshDS->ShapeToIndex( outFace ));
 195     } else {
 196       inFace = TopoDS::Face( shape2ShapeMap( outFace ));
 197     }
 198
 199     // Find matching nodes of in and out faces
 200     TNodeNodeMap nodeIn2OutMap;
 201     if ( ! TAssocTool::FindMatchingNodesOnFaces( inFace, &aMesh, outFace, &aMesh,
 202                                                  shape2ShapeMap, nodeIn2OutMap ))
 203       RETURN_BAD_RESULT("Different mesh on corresponding out and in faces: "
 204                         << meshDS->ShapeToIndex( outFace ) << " and "
 205                         << meshDS->ShapeToIndex( inFace ));
 206     // Create volumes
 207
 208     SMDS_ElemIteratorPtr faceIt = meshDS->MeshElements( inFace )->GetElements();
 209     while ( faceIt->more() ) // loop on faces on inFace
 210     {
 211       const SMDS_MeshElement* face = faceIt->next();
 212       if ( !face || face->GetType() != SMDSAbs_Face )
 213         continue;
 214       int nbNodes = face->NbNodes();
 215       if ( face->IsQuadratic() )
 216         nbNodes /= 2;
 217
 218       // find node columns for each node
 219       vector< const TNodeColumn* > columns( nbNodes );
 220       for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 221       {
 222         const SMDS_MeshNode* n = face->GetNode( i );
 223         TNode2ColumnMap::iterator n_col = node2columnMap.find( n );
 224         if ( n_col != node2columnMap.end() )
 225           columns[ i ] = & n_col->second;
 226         else
 227           columns[ i ] = makeNodeColumn( node2columnMap, n, nodeIn2OutMap[ n ] );
 228       }
 229
 230       StdMeshers_Prism_3D::AddPrisms( columns, myHelper );
 231     }
 232   } // loop on faces of out shell
 233
 234   return true;
 235 }
 236
 237 //================================================================================
 238 /*!
 239  * \brief Create a column of nodes from outNode to inNode
 240   * \param n2ColMap - map of node columns to add a created column
 241   * \param outNode - botton node of a column
 242   * \param inNode - top node of a column
 243   * \retval const TNodeColumn* - a new column pointer
 244  */
 245 //================================================================================
 246
 247 TNodeColumn* StdMeshers_RadialPrism_3D::makeNodeColumn( TNode2ColumnMap&     n2ColMap,
 248                                                         const SMDS_MeshNode* outNode,
 249                                                         const SMDS_MeshNode* inNode)
 250 {
 251   SMESHDS_Mesh * meshDS = myHelper->GetMeshDS();
 252   int shapeID = myHelper->GetSubShapeID();
 253
 254   if ( myLayerPositions.empty() )
 255     computeLayerPositions( gpXYZ( inNode ), gpXYZ( outNode ));
 256
 257   int nbSegments = myLayerPositions.size() + 1;
 258
 259   TNode2ColumnMap::iterator n_col =
 260     n2ColMap.insert( make_pair( outNode, TNodeColumn() )).first;
 261   TNodeColumn & column = n_col->second;
 262   column.resize( nbSegments + 1 );
 263   column.front() = outNode;
 264   column.back() =  inNode;
 265
 266   gp_XYZ p1 = gpXYZ( outNode );
 267   gp_XYZ p2 = gpXYZ( inNode );
 268   for ( int z = 1; z < nbSegments; ++z )
 269   {
 270     double r = myLayerPositions[ z - 1 ];
 271     gp_XYZ p = ( 1 - r ) * p1 + r * p2;
 272     SMDS_MeshNode* n = meshDS->AddNode( p.X(), p.Y(), p.Z() );
 273     meshDS->SetNodeInVolume( n, shapeID );
 274     column[ z ] = n;
 275   }
 276
 277   return & column;
 278 }
 279
 280 //================================================================================
 281 //================================================================================
 282 /*!
 283  * \brief Class computing layers distribution using data of
 284  *        StdMeshers_LayerDistribution hypothesis
 285  */
 286 //================================================================================
 287 //================================================================================
 288
 289 class TNodeDistributor: private StdMeshers_Regular_1D
 290 {
 291   list <const SMESHDS_Hypothesis *> myUsedHyps;
 292 public:
 293   // -----------------------------------------------------------------------------
 294   static TNodeDistributor* GetDistributor(SMESH_Mesh& aMesh)
 295   {
 296     const int myID = -1000;
 297     map < int, SMESH_1D_Algo * > & algoMap = aMesh.GetGen()->_map1D_Algo;
 298     map < int, SMESH_1D_Algo * >::iterator id_algo = algoMap.find( myID );
 299     if ( id_algo == algoMap.end() )
 300       return new TNodeDistributor( myID, 0, aMesh.GetGen() );
 301     return static_cast< TNodeDistributor* >( id_algo->second );
 302   }
 303   // -----------------------------------------------------------------------------
 304   bool Compute( vector< double > &                  positions,
 305                 gp_Pnt                              pIn,
 306                 gp_Pnt                              pOut,
 307                 SMESH_Mesh&                         aMesh,
 308                 const StdMeshers_LayerDistribution* hyp)
 309   {
 310     double len = pIn.Distance( pOut );
 311     if ( len <= DBL_MIN ) RETURN_BAD_RESULT("Bad points");
 312
 313     if ( !hyp || !hyp->GetLayerDistribution() )
 314       RETURN_BAD_RESULT("Bad StdMeshers_LayerDistribution hypothesis");
 315     myUsedHyps.clear();
 316     myUsedHyps.push_back( hyp->GetLayerDistribution() );
 317
 318     TopoDS_Edge edge = BRepBuilderAPI_MakeEdge( pIn, pOut );
 319
 320     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 321     if ( !StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis( aMesh, edge, aStatus ))
 322       RETURN_BAD_RESULT("StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis() failed with status "<<aStatus);
 323
 324     list< double > params;
 325     if ( !StdMeshers_Regular_1D::computeInternalParameters( edge, params, false ))
 326       RETURN_BAD_RESULT("StdMeshers_Regular_1D::computeInternalParameters() failed");
 327
 328     positions.clear();
 329     positions.reserve( params.size() );
 330     for (list<double>::iterator itU = params.begin(); itU != params.end(); itU++)
 331       positions.push_back( *itU / len );
 332     return true;
 333   }
 334 protected:
 335   // -----------------------------------------------------------------------------
 336   TNodeDistributor( int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
 337     : StdMeshers_Regular_1D( hypId, studyId, gen)
 338   {
 339   }
 340   // -----------------------------------------------------------------------------
 341   virtual const list <const SMESHDS_Hypothesis *> &
 342     GetUsedHypothesis(SMESH_Mesh &, const TopoDS_Shape &, const bool)
 343   {
 344     return myUsedHyps;
 345   }
 346   // -----------------------------------------------------------------------------
 347 };
 348
 349 //================================================================================
 350 /*!
 351  * \brief Compute positions of nodes between the internal and the external surfaces
 352   * \retval bool - is a success
 353  */
 354 //================================================================================
 355
 356 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::computeLayerPositions(gp_Pnt pIn, gp_Pnt pOut)
 357 {
 358   if ( myNbLayerHypo )
 359   {
 360     int nbSegments = myNbLayerHypo->GetNumberOfLayers();
 361     myLayerPositions.resize( nbSegments - 1 );
 362     for ( int z = 1; z < nbSegments; ++z )
 363       myLayerPositions[ z - 1 ] = double( z )/ double( nbSegments );
 364     return true;
 365   }
 366   if ( myDistributionHypo ) {
 367     SMESH_Mesh * mesh = myHelper->GetMesh();
 368     return TNodeDistributor::GetDistributor(*mesh)->Compute( myLayerPositions, pIn, pOut,
 369                                                              *mesh, myDistributionHypo );
 370   }
 371   RETURN_BAD_RESULT("Bad hypothesis");
 372 }